离心技术在高中生物学实验中的应用

化实验中 ， Ｓ型菌 的 Ｄ Ａ 蛋 白质 和荚膜分 离开 ， 将 Ｎ， 需
要用离心的方法 ； 噬菌体侵染 细菌 的实验 和研究 Ｄ Ａ Ｎ
的半保 留复制机制实验都将 同位素示踪法与离 心技术
相结合进行研究 ， 。 等等 例 １（ 从细 胞匀 浆 中分离 细胞 器 ， 究 其生 理 功 研
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４・ ４
生 物学教 学 ２１年（ ７ 第３ ０２ 第３ 卷） 期
离心技术在 高 中生物学实验 中的应用
陶杨娟 （ 江 绍 县 桥 学 ３０ ） 浙 省 兴 柯 中 １３ ２０
离心技 术是现代 生物学技术 中常用 的一种方 法 ， 用 于细胞 、 血清 、 白质 、 蛋 核酸及 细胞亚显 微结构 的分
差速离 心法 常用于分 离细胞 匀浆
细胞 匀浆中的各种细胞 成分 ； 弗里 的离体细 菌的转 艾
中的各种细胞 器。其工作原理是利用不同物质 沉降速 率的差异 ， 在不 同离心速度产生 的不 同离 心力下 ， 选择 合适的离心时间分离和收集不 同颗粒 。一 般先将细胞
（ 组织 ） 打碎 ， 然后在 低温 下离 心 ， 随着离 心速 度 的增
生物学 教Baidu Nhomakorabea学 ２１年（ ７ 第３ ０２ 第３卷） 期
叶肉细胞 维管束鞘细胞
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变蓝
一
平行 重复原则 （ ） 分别用 同一支 移液管取 ２①
叶 肉细胞原生质 体
加， 越来越小的颗粒就会沉淀下来 。如在 ８０／ ｉ（ ０ ｒｒｎ 转 ａ
／ ｉ） ａ ｒ ｎ 离心 １ ｒｎ 得 到的沉淀 中主要含有 细胞核和 细 ０ ｉ， ａ
能 ）有研究者将下 列 ４种 等量 的细胞 分别磨 碎 ， 然后
放到 ４支离 心试 管 内高速旋 转离心 ， 果磨碎 的液 体 结
度最大 ， 向上逐渐减 小。当样 品中的颗粒 分 子在具 有 密度梯度的介 质 中离 心时 ， 到达与 自身密度 相等 的介 质梯度时 ， 即停 止不前 ， 最后 各种组分 在离 心管 （ 常用 塑料的 ） 中被分离成各 自独立 的区带 。可 以在离 心管 Ｃ 心肌细胞 ．
④ 图１
Ａ 衰老的皮肤细胞 ．
相等 的介质 区域 中停 留并 形成 区带 ， 常用 的梯 度介质 为氯化铯 ，Ｉ － 用于分离核酸 、 粒子等 。 ｎ － 病毒
２ 离心技术在高 中生物学教材中的应 用
离、 提纯或浓缩等 ， 尤其是超速冷冻离 心法 已经成 为各 大分子 生物学 实验室研究人员最常用 的技术方 法。根
据离心原理 的不 同， 常见离心法为差速离心法 、 度梯 密
度区带离心法。 １ 离心技术简介
离心技术主要用 于细胞 、 大分子 或高 分子 有机 物
等的分离 ， 也可作定性检测 ， 心技术 与其他分离技 如离
术（ 如电泳技术 ） 结合 ， 可用于 蛋 白质 的定性 或定量分 析。高中生物学教 材 中有 几处 涉及离 心技术 ， 如分离
Ｉ １ 差 速 离心 法 ．
Ｂ 口腔上皮细胞 ．
Ｄ 脂肪细胞 ．
解 析 经离心后第三层的结构是有氧呼吸 的主要 场所 ， 可知该层 中的结构为线粒体 ， 项 Ｃ中的心 肌 而选 细胞需要的能量较多 ， 的线粒体也多 ， 厚。答 具有 故最
案选 Ｃ 。
底刺一小孔逐滴将 分成 区带的各 组分 收集 ， 并对 各个
组分进行小样分析以确定 区带位置 。
胞碎 片 ； ２００ ｒｍｎ下离 心 １ｍｒ 得到的是质膜 和 在 ０ ／ ｉ ０ ５ ｉ， ｉ
细胞 内膜 ； １０００／ ｉ离心 ３ ， 到的是 核糖 体 ， 在 ５ ０ ｒｒｎ ａ ｈ得
此时 留在上面 的上清液则是 细胞溶胶 。细胞溶胶 中含 有 丰富的蛋白质 ， 包括许多种酶。通 过差速离 心法 ， 可
以制备 大量 的各种细胞器 ， 以满足研究所需 。
分为 ４层 ， 中第 三层存 在 的结构是有 氧呼 吸的 主要 其
场所。在下列各种材料 中， 第三层最厚的是
１ ２ 密度梯 度 区带 离心法 ．
密度 梯度 区带 离心法 是
① ② ③
将样 品加 在惰 性梯 度介 质 中进行 离 心沉 降 或沉 降 平 衡， 在一定的离 心力下 把颗粒分 配到梯 度 中的某些 特 定 位置上 ， 形成 不同区带 的分离方法 。实验离 心前 ， 离 心管内先 装 入梯 度 介 质 （ 蔗糖 、 油 、 化 铯 溶 液 如 甘 氯 等） 形 成连续 的或不 连续 的密度梯 度介质 ， ， 然后加 入 样 品进行 离心。密度梯度在离 管内的分布是 管底密 １ ５ ＂
试管 中， 再分别 滴 人 一滴 碘 液 ， 支试 管 中 的现 象是 两
— —
，
不能 在 Ａ Ｂ中直接 加入碘 液 ， 次取 少量 、 每
物质 的质量减去在一定 介质 中所受 的浮力 ） 离心 时 ， ， 样 品的不 同颗 粒 向上 浮起 ， 一直移 动 到与它们 的密 度
溶液多次进行 实 验 的做法 遵 循 了实 验设计 原 则 中的
（ ） 处理 的方 法 是— １① — ； 分别用 吸 管 等量 从 Ａ Ｂ中分别吸取少量 的溶液加入标 号为 １２的两支 、 、
的原理是待分离 的颗粒存 在沉 降速度差 ， 在一定 离 心
力作用下 ， 不同颗粒 在密度 梯度介 质 的不 同 区域 会形
成 区带 ， 常用 的梯度介质一般为蔗糖 、 甘油 、 聚蔗糖 等 ， 该法可用于分离蛋 白质 、 病毒 粒子等 ； 后者 的原理是 待 分离 的颗粒存在一定 的浮力密度 差 （ 力密度 差 即为 浮
例 ２ 从细胞 中分离 酶 ， （ 研究 其催化机理 ）科 学家
根据被分离颗粒 的性质 ， 度梯 度区 带离心 法分 密 为 ２种 ， 差速区带离 心法 和等密度 区带 离心 法。前者
发现 ｃ 植物合成淀粉 的部位是维管束鞘细 胞 ， 肉细 叶 胞 中不能合成淀粉的原因是缺少 暗反应所需要 的三羧 酸酶系 。根据 ｃ 植物不完整的实验图解 分析 回答 ：